TAMs 特异性 ARF1 抑制重编程胶质瘤微环境并增强溶瘤腺病毒疗效

【字体: 时间:2025年06月02日 来源:iScience 4.6

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  为解决胶质瘤免疫抑制微环境致免疫治疗效果差的问题,研究人员开展 TAMs 特异性 ARF1 抑制联合溶瘤腺病毒的研究,发现其可重编程 TAMs、增强 cGas/STING 激活及抗肿瘤免疫,为胶质瘤治疗提供新策略。

  在癌症治疗领域,胶质瘤因其高度恶性和复杂的免疫微环境一直是难题。这类起源于神经胶质细胞的肿瘤,占中枢神经系统恶性肿瘤的 80% 左右,尽管手术、放疗和化疗等传统方法不断改进,但患者预后仍极差。其中一个关键障碍在于胶质瘤微环境中存在大量具有免疫抑制功能的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),它们不仅无法有效清除肿瘤细胞,反而促进肿瘤生长、血管生成和免疫逃逸。此外,血脑屏障的存在、肿瘤异质性等因素也使得免疫治疗药物难以发挥作用。因此,如何重编程 TAMs 所处的免疫抑制微环境,激活有效的抗肿瘤免疫反应,成为提升胶质瘤治疗效果的关键方向。
为了攻克这一难题,第四军医大学、空军军医大学第一附属医院、温州医科大学及其附属第一医院等国内研究机构的研究人员开展了相关研究。他们聚焦于 cGas/STING 信号通路 —— 这一在先天免疫反应中起核心作用的通路,其通过识别双链 DNA(dsDNA)激活下游信号,诱导 I 型干扰素等细胞因子释放,从而激活免疫细胞。而 ADP - 核糖基化因子 1(ARF1)作为该通路的关键调控因子,可通过抑制线粒体 DNA(mtDNA)释放和 STING 蛋白逆向运输来抑制通路激活。研究人员假设,抑制 TAMs 中的 ARF1 可能增强 cGas/STING 通路激活,进而重编程 TAMs 为促炎表型,协同溶瘤腺病毒(OAd)发挥抗肿瘤作用。该研究成果发表在《iScience》上。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:利用 CRISPR-Cas9 系统构建 ARF1 敲除(ARF1 KO)的原代巨噬细胞和胶质瘤细胞模型;通过逆转录 PCR(RT-PCR)、酶联免疫吸附测定(ELISA)检测炎症因子、STING 通路相关分子表达;运用免疫荧光染色验证病毒对 TAMs 的感染及 TAMs 表型变化;借助流式细胞术分析肿瘤浸润免疫细胞组成;建立 C57BL/6 小鼠颅内胶质瘤模型,进行瘤内注射溶瘤腺病毒,通过活体成像系统监测肿瘤生长和小鼠生存情况。

ARF1 敲除增强腺病毒诱导的巨噬细胞激活


在体外实验中,研究人员从 Cas9 转基因小鼠骨髓分离培养原代巨噬细胞,利用 CRISPR-Cas9 敲除 ARF1 后,用 D24 溶瘤腺病毒感染。结果显示,ARF1 KO 巨噬细胞中 cGas/STING 通路下游分子(如 IFN-β、CXCL10)表达显著升高,I 型干扰素分泌增加,主要组织相容性复合体 II 类分子(MHC-II)表达上调,表明抗原呈递能力增强。此外,ARF1 KO 巨噬细胞条件培养基对 GL261 胶质瘤细胞的生长抑制作用显著增强,而 STING 抑制剂 C-176 可消除这一效应,证实 ARF1 敲除通过 STING 通路促进巨噬细胞向促炎(M1 型)极化。

肿瘤细胞中 ARF1 抑制进一步增强巨噬细胞激活


构建 ARF1 KO 的 GL261 胶质瘤细胞后,感染溶瘤腺病毒显示,ARF1 缺失使肿瘤细胞中炎症相关分子表达更高,增殖抑制更显著。其培养上清刺激原代巨噬细胞后,炎症基因表达水平更高,表明肿瘤细胞 ARF1 敲除可通过释放更多信号分子激活巨噬细胞。尽管 ARF1 KO 不影响腺病毒在肿瘤细胞中的复制能力,但能通过增强 STING 通路激活和肿瘤抗原释放,协同促进免疫反应。

TAMs 特异性抑制 ARF1 增强溶瘤腺病毒的肿瘤杀伤能力


为实现 TAMs 特异性 ARF1 抑制,研究人员构建了携带巨噬细胞特异性启动子(CD68p)驱动 ARF1 shRNA 的溶瘤腺病毒(OAd-CD68p-shARF1)。在 GL261-OVA-luci 小鼠模型中,瘤内注射该病毒后,肿瘤生长显著抑制,小鼠生存期延长。免疫分析显示,肿瘤内免疫细胞浸润增加,TAMs 中促炎基因(如 IL-12)表达升高,抗炎基因(如 IL-10)降低,CD8+ T 细胞比例增加,且肿瘤抗原特异性 CD8+ T 细胞分泌 IFN-γ 能力增强,表明特异性抑制 TAMs 的 ARF1 可有效重编程微环境并激活适应性免疫。

ARF1 抑制在多模型中增强治疗效果并诱导免疫记忆


构建 EF1a 启动子驱动 ARF1 shRNA 的溶瘤腺病毒(OAd-EF1a-shARF1),可同时抑制 TAMs 和肿瘤细胞中的 ARF1。在 GL261 和 CT2A 胶质瘤模型中,该病毒显著抑制肿瘤生长,延长生存期,且肿瘤内免疫细胞浸润和炎症反应进一步增强。值得注意的是,经 OAd-EF1a-shARF1 治愈的小鼠,在再次接种同源肿瘤细胞时表现出强大的免疫记忆,肿瘤完全被排斥,表明该疗法可诱导持久的抗肿瘤免疫应答,预防复发。

研究结论表明,TAMs 特异性 ARF1 抑制通过增强 cGas/STING 通路激活,将免疫抑制性 TAMs 重编程为促炎表型,协同溶瘤腺病毒诱导强烈的抗肿瘤免疫反应,包括肿瘤抗原特异性 CD8+ T 细胞激活和免疫记忆形成。同时,肿瘤细胞中 ARF1 抑制可通过增强炎症信号和肿瘤抗原释放进一步放大效应。这种双靶点策略(TAMs 和肿瘤细胞)在多种胶质瘤模型中均表现出显著的治疗优势,为克服胶质瘤的免疫逃逸和复发提供了新的治疗范式。该研究不仅揭示了 ARF1 在肿瘤微环境调控中的关键作用,还为溶瘤病毒联合免疫治疗提供了新的靶点和策略,有望推动胶质瘤治疗的临床转化。

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